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新课程高中物理教师必读|热现象与规律的解读与实验证据

时间:2023-07-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:本模块划分为以下三个二级主题:·热现象与规律·热与生活·能源与社会发展(一)热现象与规律1.了解分子动理论的基本观点,列举其实验证据。用分子动理论和统计观点认识温度、气体压强和内能。初步了解熵是描述系统无序程度的物理量。本条目要求学生能利用热力学第一定律、热力学第二定律解释自然界中能量的转化、转移及其方向性问题。初步了解第二次工业革命。

新课程高中物理教师必读|热现象与规律的解读与实验证据

热现象是人类较早深入研究的一种物理现象;热机的发明和广泛使用开始了人类社会的工业化进程。在当代,能源的利用与资源、环境问题息息相关,是关系到可持续发展的重大问题。

本模块涉及热现象及其规律、热与生活、能源与社会发展。本模块以能量的使用为主线,学生在学习物理学基础知识和方法的同时,将认识科学技术和社会发展的互动关系,以及由此引发的人类思维、生产方式生活方式的变革。思索科学、技术与社会协调发展的关系,培养可持续发展的意识。

本模块划分为以下三个二级主题:

·热现象与规律

·热与生活

·能源与社会发展

(一)热现象与规律

1.了解分子动理论的基本观点,列举其实验证据。用分子动理论和统计观点认识温度、气体压强和内能。

本条目涉及分子动理论的主要内容。要求学生“了解分子动理论的基本观点,列举其实验证据。用分子动理论和统计观点认识温度、气体压强和内能。”其基本含义是学生不仅要知道分子动理论的基本观点,能利用其解释一些与此有关的简单问题,如温度、气体压强和内能等,还应当能说明分子动理论的实验依据。因此,课程的设计和实施通过进行实验,估测油酸分子的大小。从观察并解释布朗运动等实验活动人手,使学生能了解分子的存在、尺度以及分子动理论的实验证据。

2.了解热力学第一定律。知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律。

本条目涉及热力学第一定律的内容。要求学生认识热力学第一定律。即要求知道热力学第一定律的内容及表达式,明确公式中各物理量及其正、负值代表的物理意义,能用热力学第一定律分析、解释生活、生产中一些与热力学第一定律有关的简单问题。知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律。

3.通过自然界中热传导的方向性等事例,初步了解热力学第二定律。初步了解熵是描述系统无序程度的物理量。

本条目涉及热力学第一定律的内容。要求教学中通过自然界中宏观热传导过程方向性的具体实例,使学生体会热力学第二定律的意义,认识热力学第二定律。知道系统的无序程度在物理学中用熵这个概念描述。

4.能运用热力学第一定律、热力学第二定律解释自然界中能量的转化、转移及其方向性问题。

本条目要求学生能利用热力学第一定律、热力学第二定律解释自然界中能量的转化、转移及其方向性问题。可以第一类永动机和第二类永动机问题为例,采用查阅资料、讨论、举办展览、撰写小论文等方式组织教学活动。

(二)热与生活(www.xing528.com)

1.举例说明人们利用内能的不同方式。

本条目要求学生知道内能的概念,了解做功和热传导可以改变物体的内能,并能利用生活中、生产中的事例,说明人们利用内能的方式。如,加热后金属容易锻造等。

2.认识热机的能量转化与守恒问题。通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性,认识提高效率的重要性。

本条目为涉及热机的内容标准,从《标准》的表述“认识热机的能量转化与守恒问题。通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性,认识提高效率的重要性”可以看出,本条目的重点不在热机的循环过程本身,重点在能量的转化与守恒、能量转化的方向性以及提高热机效率的重要性上。因此,课程的设计与实施应将热机的问题情景放在与生产、生活以及社会密切相关的问题上。如讨论汽车的广泛使用所带来的社会热点问题;讨论汽车运行时能量的转化与守恒问题,提高汽车发动机效率的意义等。

3.了解家用电器中制冷设备的基本原理,尝试根据技术参数和家庭需要合理选择这些家用电器,能根据说明书正确使用这些家用电器。

本条目为涉及制冷机的内容标准。从《标准》的表述“了解家用电器中制冷设备的基本原理,尝试根据技术参数和家庭需要合理选择这些家用电器,能根据说明书正确使用这些家用电器”可以看出,本条目其重点在制冷机与生活的联系。因此,课程的设计与实施应将制冷机的问题情景的重点放在与日常生活密切相关的问题上。如通过参观商场,收集不同品牌、型号空调机的资料,了解空调器的技术参数,讨论怎样合理选购空调机;讨论制冷剂的不当使用以及人类为保护臭氧层所做的努力等。

(三)能源与社会发展

1.认识蒸汽机的发明和技术应用对人类开发和利用能源所产生的影响。初步了解第一次工业革命,认识热机的广泛使用对科学、社会发展以及人类生活方式转变所起的作用。

本条目以蒸汽机的发明和技术应用为载体,侧重物理学与社会的相互关联和相互作用,突出物理学的人文特色,强调物理学对人类文明的影响。因此,课程的设计与实施应引导学生积极、主动地探索物理学与社会的相互联系。让学生初步了解第一次工业革命的历史背景,认识热机的广泛运用对科学、社会发展以及由此引发的人类生产方式、生活方式变革。《标准》中给出的两个案例,可以作为教学的课程资源。教学中,可引导学生收集历史资料,讨论蒸汽机在纺织交通等行业的广泛应用对人类政治、经济、文化和社会等方面的发展所产生的巨大影响。

2.通过人类利用电能的历史资料,认识有关电磁学的研究成果及其技术应用对人类利用能源所产生的影响。初步了解第二次工业革命。了解电能的使用对科学、社会发展以及人类生活方式转变所起的作用。

本条目以电能的应用为载体,侧重物理学与社会的相互关联和相互作用,进一步突出物理学的人文特色,强调物理学对人类文明的影响。因此,课程的设计与实施应引导学生积极、主动地探索物理学与社会的相互联系。让学生初步了解第二次工业革命的历史背景,认识电能的广泛运用对科学、社会发展以及由此引发的人类生产方式、生活方式变革。教学中,可引导学生收集历史资料,讨论从蒸汽机到发电机的技术变革所带来的利用能源方式的革命对人类社会、经济、文化等方面的发展产生的巨大影响。

3.初步了解一些典型射线的特性,知道放射现象的应用及防护。了解核技术的应用对人类生活和社会发展的影响。了解爱因斯坦质能方程的含义。知道裂变反应和聚变反应。通过人类利用核能的历史资料,认识核能的开发和利用。

本条目以核能的应用为载体,要求学生初步了解一些典型射线的特性,知道放射现象的应用及防护。了解核技术的应用对人类生活和社会发展的影响。了解爱因斯坦质能方程的含义。知道裂变反应和聚变反应。并通过人类利用核能的历史资料,认识核能的开发和利用。因此,课程的设计与实施可以核能的应用为主要线索,让学生初步了解核能的一些知识,能应用爱因斯坦质能方程说明核反应涉及的能量十分巨大,了解放射性在医学或农业中的应用;知道我国发展与利用核技术的成就等。

4.收集资料,讨论能源利用所带来的环境污染问题,认识环境污染的危害,思考科学、技术和社会协调发展的关系,知道可持续发展的重大意义,具有环境保护的意识和行动。

本条目以科学、技术和社会的协调发展出发,讨论能源利用所带来的环境污染问题,认识环境污染的危害。使学生能思考科学、技术和社会协调发展的关系,知道可持续发展的重大意义,具有环境保护的意识和行动。因此,课程的设计与实施可采用讲解、查阅资料、参观、讨论等形式组织教学。如通过收集资料,了解核电站放射性废料妥善处理的必要性和常用方法;调查当地大气污染的主要污染源。还可以开展向当地政府献计献策的活动。如调查当地的能源利用和环境污染问题,分析当地环境的主要污染物和污染源,向有关部门提出保护环境的建议等。

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